Phương pháp gia công hóa

NỘI DUNG CHÍNH•Khái niệm phương pháp gia công hóa•Cơ sở lí thuyết•Nguyên lí gia công•Các phương pháp gia công hóa:Phay hóa Quang hóa Khắc hóa Tạo phôi hóa

Trang 1

GIẢNG DẠY: GV THS PHẠM THANH CƯỜNG

Mobile: 0968 315 333 Email: phamcuongtnut@gmail.com

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

BM CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Click to buy NOW!

w tr

ack er-softw ar e.

c

Trang 2

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TIÊN TIẾN

Chương 1: Tổng quan về các PPGC tiên tiến Chương 2: Các phương pháp gia công cơ

Chương 3: Các phương pháp gia công hóa

Chương 4: Các phương pháp gia công điện hóa Chương 5: Các phương pháp gia công nhiệt

w tr

c

Trang 3

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

w tr

c

Trang 4

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA

Mục tiêu:

- Hiểu khái niệm gia công HÓA.

- Hiểu và nắm chắc các PP gia công HÓA:

+ Phay hóa + Quang hóa + Điện hóa + Tạo phôi hóa

w tr

c

Trang 5

NỘI DUNG CHÍNH

1 Khái niệm phương pháp gia công hóa

2 Cơ sở lí thuyết

3 Nguyên lí gia công

4 Các phương pháp gia công hóa:

- Phay hóa

- Quang hóa

- Khắc hóa

- Tạo phôi hóa

w tr

c

Trang 6

1 KHÁI NIỆM PPGC HÓA

Là phương pháp gia công sử dụng tác động của sự ăn mòn hóa học để bóc tách vật liệu.

w tr

c

Trang 7

- PPGC hóa dựa trên cơ chế của sự ăn mòn hóa học dưới tác dụng của dung dịch axit, muối, kiềm hoặc chất ăn mòn khác để bóc đi lớp vật liệu cần thiết.

- Chất ăn mòn hay dùng, axit: HF, H 2 SO 4 , HNO 3 HCl +

H 2 O 2 (oxi già), muối: FeCl 3 , FeNO 3 , kiềm: NaOH, KOH

- Dùng GC vật liệu cứng, giòn, hình dáng phức tạp, khó gia công.

w tr

c

Trang 8

2 Cơ sở lí thuyết của PP GC Hóa

Cơ sở của PPGC Hóa là dựa trên tác động oxi hóa của chất ăn mòn đến vật liệu gia công (bản chất là xảy ra phản ứng oxi hóa khử giữa chất ăn mòn và vật liệu chi tiết gia công tạo ra các chất hòa tan tách ra khỏi chi tiết ra công)

w tr

c

Trang 9

3 Nguyeân lí gia coâng

w tr

c

Trang 10

Nguyeân lí gia coâng

w tr

c

Trang 11

Các bước gia công

Bước 1: Làm sạch bề mặt gia công

Bước 2: Tạo lớp bảo vệ các bề mặt không gia công

Bước 3: Khắc hóa

Bước 4: Loại bỏ lớp bảo vệ

w tr

c

Trang 12

* Bước 1: Làm sạch bề mặt gia công

- Có thể làm sạch bằng đánh giấy nhám, phun cát,

phun bi, bằng dòng hạt mài, bằng tia nước, tia nước có hạt mài.

- Mục tiêu làm sạch là làm cho bề mặt sạch bụi

bẩn, tạo ra sự đồng đều cho bề mặt để quá trình gia công hóa diễn ra đồng đều.

w tr

c

Trang 13

Bước 2: Tạo lớp bảo vệ bề mặt không gia công

- Phủ lớp bảo vệ đủ lớn để bảo vệ bề mặt không GC.

- Vật liệu phủ phải là vật liệu không bị ăn mòn dưới tác dụng của chất ăn mòn.

- Vật liệu phủ thường là nhựa PVC (Poli Vinyl clorua),

PE (poli etilen), Poli vinylnic (giấy bóng kính)…

- Lớp bảo vệ được làm bằng PP Cắt - bóc; Kháng

quang; Kháng khung lưới.

w tr

c

Trang 14

a Phương pháp cắt - bóc

- Lớp bảo vệ được phủ dày 0,025 - 0,125 mm bằng

cách đắp, quét sơn hay phun sương

- Sau khi lớp bảo vệ đông cứng lại, dùng dao cắt và

bóc đi lớp bảo vệ tại những vùng của chi tiết cần được GC.

- Cắt được làm bằng tay, dựa trên tấm dưỡng mẫu.

- Áp dụng chi tiết lớn, số lượng sản phẩm ít

- Sai số < ± 0,125, độ chính xác thấp

w tr

c

Trang 15

w tr

c

Trang 16

Cắt lớp bảo về bằng laze trong GC Hóa

w tr

c

Trang 17

b Phương pháp kháng quang (phổ biến)

- Sử dụng kĩ thuật chụp ảnh để tạo lớp bảo vệ.

- Lớp bảo vệ có chứa chất cản quang được phủ lên

bề mặt chi tiết Và tiếp nhận ánh sáng qua 1 âm bản của các vùng được gia công.

- Chất cản quang là chất bị hòa tan khi chiếu các bức xạ

thích hợp, đồng thời lại bền trong các môi trường kiềm hay axit muối.

w tr

c

Trang 18

- Có 2 loại chất cản quang:

+ Cản quang dương (PMMA: poly methyl metacrylate): bị hòa tan sau khi chiếu bức xạ và-

+ Cản quang âm: không bị hòa tan sau khi bị chiếu xạ.

- Vật liệu sẽ bị ăn mòn tại khu vực chất cản quang bị hòa tan

- Âm bản là hình chụp bằng film là lưu ánh sáng của đối tượng lên film, phần càng sáng thì hiển thị trên phim càng tối và ngược lại Âm bản ngược với dương bản nên khi chiếu rọi cho ra ánh sáng ngược lại và phải dùng hóa chất để hiển thị hình ảnh trên giấy ảnh.

w tr

c

Trang 19

Hình ảnh âm bản (trái) dương bản(phải)

w tr

c

Trang 20

- Kỹ thuật rửa ảnh, chiếu bức xạ sẽ bóc đi lớp bảo

vệ của vùng cần gia công Để lại lớp bảo vệ trên những bề mặt chi tiết không cần gia công.

- Áp dụng những chi tiết nhỏ, số lượng lớn

- Độ chính xác cao (mm), dung sai <±0,0125mm.

- PP này chưaa đạt được độ chính xác tới nanomet.

w tr

c

Trang 21

c Phương pháp Kháng khung lưới

- Lớp bảo vệ được sơn lên bề mặt chi tiết bằng một tấm lưới bằng lụa hoặc thép không rỉ.

- Gắn với tấm lưới là một khuôn tô, khuôn này giúp

các vùng cần gia công không bị sơn Lớp bảo vệ được sơn lên vùng không cần gia công.

- PP đạt dung sai đạt ±0,075 mm

w tr

c

Trang 22

Cắt bóc lớp bảo vệ phần chi tiết gia công

w tr

c

Trang 23

Bước 3: Khắc hóa

- Đây là bước ăn mòn và

bóc tách vật liệu.

- Chi tiết được nhúng chìm

trong dung dịch ăn mòn,

những phần không có lớp

bảo vệ sẽ bị chất ăn mòn

oxi hóa, làm các kim loại

bị hòa tan ở dạng muối và

vật liệu được bóc tách ra

khỏi chi tiết.

w tr

c

Trang 24

w tr

c

Trang 25

GC Hóa rút phôi giảm dần và từng bước

w tr

c

Trang 26

Bước 4: Làm sạch, loại bỏ lớp bảo vệ

- Bóc, tách lớp bảo vệ ra khỏi bề mặt chi tiết.

w tr

c

Trang 27

Sơ đồ các bước GC Hóa

w tr

c

Trang 28

4 Các thông số công nghệ

- Hệ số khắc

- Tốc độ khắc và tốc độ gia công

- Dung sai, độ chính xác GC,

- Chất lượng bề mặt

w tr

c

Trang 29

- Ảnh hưởng của 2 bước gc:

+ Bước 2: tạo lớp bảo vệ + Bước 3: ăn mòn hóa học

- Tốc độ bóc tách vật liệu biểu thị bằng tốc độ thấm (tác động) của chất ăn mòn vào bề mặt chi tiết (mm/phút), nó phụ thuộc tốc độ phản ứng hóa học

w tr

c

Trang 30

- Tốc độ thấm không bị ảnh hưởng bởi diện tích bề mặt.

w tr

c

Trang 31

Độ thấm, hệ số khắc của 1 số chất khắc

w tr

c

Trang 32

Độ thấm, hệ số khắc của 1 số chất khắc

w tr

c

Trang 33

Độ nhám trung bình của 1 số HK sau khi loại bỏ 0,25-0,4mm

w tr

c

Trang 34

Độ nhám và tỉ lệ khắc hóa một số vật liệu

w tr

c

Trang 35

- Chiều sâu cắt PPGC Hóa có thể đến 12,5mm

- Tuy nhiên, GC hóa cũng có thể bóc tách lớp vật

liệu chỉ dày vài mm

- Quá trình ăn mòn có thể gây ra hiện tượng cắt

lẹm ở phía dưới, mặt bên của lớp bảo vệ

Vết cắt lẹm Vùng gc

Lớp bảo vệ

w tr

c

Trang 36

Vết cắt lẹm

Cần phải tính tính toán kể đến việc cắt lẹm khi thiết kế

lớp phủ nhằm đảm bảo đạt kích thước gia công.

w tr

c

Trang 37

Lượng cắt lẹm có liên hệ với chiều sâu cắêt

Hệ số khắc: Fe

w tr

c

Trang 38

5 Dụng cụ

- Dụng cụ cho gia công hóa:

+ Chất khắc hóa(chât săn mòn) + Chất bảo vệ

+ Khuôn mẫu + Các phụ kiện khác

w tr

c

Trang 39

a Chất khắc hóa:

Thường là dung dịch axit, muối hoặc kiềm.

+ Axit: HCl + H 2 O 2 , HNO 3 , HF, H 2 SO 4

+ Muối: FeCl 3 , CuCl 2 , Fe(NO 3 ) 3 , Cu(NO 3 ) 2

+ Kiềm: NaOH, KOH

w tr

c

Trang 40

Chất khắc hóa phải đạt các y/c sau:

1 Tính oxi hóa vật liệu gia công tốt

2 Tính đồng nhất

3 Kiểm soát được sự ăn mòn

4 Kiểm soát sự hấp thụ hydro (hợp kim titanium)

5 Đảm bảo được an toàn

6 Giá thành phù hợp và độ tin cậy cao nhất đối với các vật liệu bể chứa

7 Tránh độc hại và ô nhiễm môi trường

8 Giá thành thấp cho lượng vật liệu bị loại bỏ

9 Có khả năng tái tạo, trung hòa và xử lý chất thải

w tr

c

Trang 41

b Chất bảo vệ

Chất bảo vệ dùng để bảo vệ các phần chi tiết không cần gia công Thường dùng là các polymer, cao su, nhựa… …

- Đủ độ dai, bền chịu được gia công

- Dính chặt vào bề mặt phôi

- Cắt được dễ dàng

- Trơ đối với ác chấât khắc hóa

- Chịu được nhiệt đọ khi gia công

- Dễ dàng loại bỏ

w tr

c

Trang 42

Một số chất dùng làm lớp bảo vệ

w tr

c

Trang 43

c Khuôn mẫu tô

- Là dụng cụ dùng để tạo ra lớp bảo vệ cản quang cho bề mặt chi tiết.

- Việc tạo ra khuôn mẫu, cần được thiết kế trên phần mềm chuyên dụng và gia công trên máy NC, CNC.

w tr

c

Trang 44

6 Ưu – nhược điểm

Ưu điểm:

- Tiết kiệm vật liệu bị loại bỏ

- Năng suất cao hơn PP GCTT khác.

- Không gây ứng xuất dư bề mặt.

- Có thể gia công tạo độï nghiêng liên tục.

- Chi phí thấp so với PPGC TT khác

- GC được chi tiết rất mỏng

- Có thể thay đổi thiếât kế khi gc một cách dễ dàng

w tr

c

Trang 45

Nhược điểm

- Chỉ GC được tấm độ sâu < 12,5mm, khó GC khe hẹp, rãnh sâu

- Bề mặt GC được tạo ra chưa tốt, đặc biệt với VL xốp

- Khó kiểm soát các thông số công nghệ

- Khó khăn trong xử lý hóa chất gc

- Khó GC vật liệu không đồng đều về thành phần (mối hàn)

- Khó kiểm soát sự thấm Hidro trong gc

- Việc tạo mẫu gây khó khăn và tốn kém

- Gây biến dạng bề mặt, không tốt cho chịu biến dạng kéo

- Độ chính xác hình học không cao

- Khó sử dụng lại hóa chất và khó xử lí chất thải ra môi trường

w tr

c

Trang 46

c Phạm vi ứng dụng

- GC được kim loại thông thường như Nhôm, đồng, thép,

chì, niken, các VL biệt như: molipden, titan, zirconium ; phi kim như gốm, thủy tinh, nhựa

- Dùng để bóc loại bỏ kim loại nhằm làm giảm khối lượng

cho các thiết bị bay

- Loại bỏ xỉ bám vào hợp kim, kim loại

- Loại bỏ các chấât tái tạo lại trong GC EDM

- Gia công vật liệu mỏng, cứng, giòn

- Ứng dụng gia công vi mạch điện tử, linh kiện bán dẫn

w tr

c

Trang 47

Một số chi tiết gia công bằng phay hóa

Hình của Prodem company

w tr

c

Trang 48

Một số chi tiết gia công bằng phay hóa

Hình của Prodem company

w tr

c

Trang 49

7 Các phương pháp gia công hóa

- Phay hóa

- Quang hóa

- Khắc hóa

- Tạo phôi hóa

w tr

c

Trang 50

7.1 Phay hóa (Chemical Milling)

a Khái niệm

Phay hoá là phương pháp gia công tiên tiến trong đó vật liệu chi tiết gia công được bóc tách khi tiếp xúc trực tiếp với hoá chất mạnh.

PP này dùng để gc chi tiết dạng hốc, đường viền hoặc vật liệu có độï bền cao, chi tiết lớn, cần bóc đi lượng lớn vật liệu.

w tr

c

Trang 51

Hệ thống phay hóa

w tr

c

Trang 52

b Nguyeân lí gia coâng

w tr

c

Trang 53

Trình tự gia công phay hóa

1 Làm sạch, 2 tạo lớp bảo vệ, 3 Cắt, bóc lớp bảo vệ ở bề mặt cần gia công, 4 Phay hóa, 5 Bóc lớp bảo vệ và làm sạch

w tr

c

Trang 54

Máy phay hóa

w tr

c

Trang 55

1-Làm sạch:

- Làm sạch bằng đánh giấy nhám, phun cát, phun

bi, bằng dòng hạt mài, bằng tia nước, tia nước có hạt mài.

- Giúp lớp phủ bảo vệ, và sự bóc tách kim loại đòng đều, tăng năng suất gc

w tr

c

Trang 56

2-Phủ lớp bảo vệ

- Phủ băng cách dán, ép nhiệt, quét, sơn lên bề mặt chi tiết gia công.

- Vật liệu phủ thường là nhựa, polime, cao su…

- Phủ lớp bảo vệ giúp bảo vệ các vùng không gc

w tr

c

Định dạng
Số trang	84
Dung lượng	4,32 MB